(57)【要約】【課題】  車両の旋回特性を走行状態に応じて適切に制御することができる車両の旋回特性制御装置を提供する。【解決手段】  旋回特性制御装置１は、車両の速度Ｖを検出する車輪速センサ３１Ｆ，３１Ｒと、車両速度Ｖに応じて目標スタビリティファクタＫｈｔを設定すると共に、車両速度Ｖ及び前輪揚力係数ＣＬｆに基づいて車両の前輪コーナリングパワー係数Ｃｐｆを算出し、目標スタビリティファクタＫｈｔと前輪コーナリングパワー係数Ｃｐｆとに基づいて目標後輪揚力係数ＣＬｒｔを算出する演算手段と、車両の後輪揚力を調節するリアウイング２０と、目標後輪揚力係数ＣＬｒｔに基づいてリアウイング２０のウイング角度θを調節するアクチュエータ２４とを備える。【選択図】  図１
2006137255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の速度を検出する車速検出手段と、
前記車速検出手段により検出された車両速度に応じて目標スタビリティファクタを設定すると共に、該目標スタビリティファクタに基づいて目標後輪揚力係数を算出する演算手段と、
前記車両の後部に取り付けられ、前記車両の後輪揚力を調節する後輪揚力可変手段と、
前記目標後輪揚力係数に基づいて、前記後輪揚力可変手段を駆動する第１駆動手段と、を備えることを特徴とする車両の旋回特性制御装置。
【請求項２】
前記演算手段は、前記車両速度及び前記車両の前輪揚力係数に基づいて前記車両の前輪コーナリングパワー係数を算出し、前記目標スタビリティファクタと前記前輪コーナリングパワー係数とに基づいて、前記目標後輪揚力係数を算出することを特徴とする請求項１に記載の車両の旋回特性制御装置。
【請求項３】
前記車両が走行している路面の摩擦係数を検出する路面摩擦係数検出手段と、
前記車両の左右方向の加速度を検出する横加速度検出手段と、を備え、
前記演算手段は、前記路面摩擦係数検出手段により検出された前記路面の摩擦係数が所定値以下であり、かつ前記横加速度検出手段により検出された前記車両の左右方向の加速度が所定値以上である場合、前記路面摩擦係数に応じて前記前輪コーナリングパワー係数を補正することを特徴とする請求項２に記載の車両の旋回特性制御装置。
【請求項４】
前記車両の前部に取り付けられ、前記車両の前輪揚力を調節する前輪揚力可変手段と、
前記目標後輪揚力係数が所定の設定下限値と一致するまで、前記前輪揚力係数を減少させるように前記前輪揚力可変手段を駆動する第２駆動手段と、を備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の車両の旋回特性制御装置。
【請求項５】
前記車両速度に応じて前記車両の抗力係数の上限値を設定する抗力係数上限値設定手段と、
前記前輪揚力係数と前記目標後輪揚力係数とから前記車両の抗力係数を推定する抗力係数推定手段と、を備え、
前記第２駆動手段は、前記抗力係数推定手段により推定された前記車両の抗力係数が前記上限値以上となる場合、前輪揚力を増大させるように前記前輪揚力可変手段を駆動することを特徴とする請求項４に記載の車両の旋回特性制御装置。
【請求項６】
前記車両を駆動する車両駆動手段と、
前記抗力係数推定手段により推定された前記車両の抗力係数に応じて、前記車両駆動手段の出力を調節する駆動力制御手段と、を備えることを特徴とする請求項５に記載の車両の旋回特性制御装置。
【請求項７】
車両の速度を検出する車速検出手段と、
前記車速検出手段により検出された車両速度に応じて目標スタビリティファクタを設定すると共に、該目標スタビリティファクタに基づいて目標前輪揚力係数を算出する演算手段と、
前記車両の前部に取り付けられ、前記車両の前輪揚力を調節する前輪揚力可変手段と、
前記目標前輪揚力係数に基づいて、前記前輪揚力可変手段を駆動する第２駆動手段と、を備えることを特徴とする車両の旋回特性制御装置。
【請求項８】
前記演算手段は、前記車両速度及び前記車両の後輪揚力係数に基づいて前記車両の後輪コーナリングパワー係数を算出し、前記目標スタビリティファクタと前記後輪コーナリングパワー係数とに基づいて、前記目標前輪揚力係数を算出することを特徴とする請求項７に記載の車両の旋回特性制御装置。
【請求項９】
前記車両が走行している路面の摩擦係数を検出する路面摩擦係数検出手段と、
前記車両の左右方向の加速度を検出する横加速度検出手段と、を備え、
前記演算手段は、前記路面摩擦係数検出手段により検出された前記路面の摩擦係数が所定値以下であり、かつ前記横加速度検出手段により検出された前記車両の左右方向の加速度が所定値以上である場合、前記路面摩擦係数に応じて前記後輪コーナリングパワー係数を補正することを特徴とする請求項８に記載の車両の旋回特性制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の旋回特性制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
走行中の車両には、車体上面を流れる空気流と車体下面を流れる空気流との差によって圧力差が生じ、車両を持ち上げる方向の力、すなわち揚力が発生する。車両の前輪に作用する揚力の増加は、高速走行中の手応えを減少させ、応答性を低下させる。一方、後輪に作用する揚力の増加は接地荷重の減少に伴う安定性の低下を招く。例えば、後輪揚力が増加した場合、後輪の接地荷重が減少し、車両の旋回特性がオーバーステア側に変化するため、操縦安定性が低下する。
【０００３】
従来から、操縦安定性の低下を抑制するために、フロントバンパ下部やトランクリッド上方等にスポイラを取付け、このスポイラによりダウンフォースを発生させることによって、車両に作用する揚力を低減することが行われている。特許文献１には、車速が８０ｋｍ／ｈ以上の高速走行時にスポイラを展開位置へ移動し、６０ｋｍ／ｈ以下となったときに収納位置へ戻す可動式のスポイラが記載されている。
【特許文献１】特開平８−９９５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両の前輪及び後輪に作用する揚力は、車速変化等に応じて連続的に変化する。また、前輪と後輪の揚力変化が異なった傾向を有する場合、前輪及び後輪の接地荷重のバランスが変化するため、車両の走行状態によって旋回特性が変化する。一方、好ましい旋回特性も車速等の走行状態に応じて変化する。操縦安定性の観点からは、車両の旋回特性は弱いアンダーステアが好ましいが、最適なアンダーステアの程度は車速等の走行状態により異なる。
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載の可動式スポイラでは、車両の走行状態に応じて、その走行状態に適した旋回特性を得ることが困難である。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、車両の旋回特性を走行状態に応じて適切に制御することができる車両の旋回特性制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る車両の旋回特性制御装置は、車両の速度を検出する車速検出手段と、車速検出手段により検出された車両速度に応じて目標スタビリティファクタを設定すると共に、該目標スタビリティファクタに基づいて目標後輪揚力係数を算出する演算手段と、車両の後部に取り付けられ、車両の後輪揚力を調節する後輪揚力可変手段と、目標後輪揚力係数に基づいて後輪揚力可変手段を駆動する第１駆動手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る車両の旋回特性制御装置によれば、車速に応じて、その車速における好適な旋回特性を示すスタビリティファクタの目標値（目標スタビリティファクタ）が設定されると共に、車両の旋回特性を目標スタビリティファクタと一致させる後輪揚力係数の目標値（目標後輪揚力係数）が算出される。そして、車両の後輪揚力係数を目標後輪揚力係数と一致させるように後輪揚力可変手段が駆動され、後輪揚力が調節される。そのため、車両の旋回特性を車両の走行状態に応じて適切に調節することが可能となる。
【０００９】
また、本発明に係る車両の旋回特性制御装置では、上記演算手段が、車両速度及び車両の前輪揚力係数に基づいて車両の前輪コーナリングパワー係数を算出し、目標スタビリティファクタと前輪コーナリングパワー係数とに基づいて、目標後輪揚力係数を算出することが好ましい。
【００１０】
車両の旋回特性を示す特性値であるスタビリティファクタは、車両前輪のタイヤ正規化等価コーナリングパワー係数（前輪コーナリングパワー係数）及び車両後輪のタイヤ正規化等価コーナリングパワー係数（後輪コーナリングパワー係数）の関数で表される。前輪コーナリングパワー係数及び後輪コーナリングパワー係数は前輪及び後輪の輪荷重変化量の関数であり、この前輪及び後輪の輪荷重変化量は、前輪揚力及び後輪揚力の発生しやすさを示す前輪揚力係数及び後輪揚力係数と車速との関数で表される。したがって、スタビリティファクタは、前輪揚力係数、後輪揚力係数、及び車速の関数で表現することができる。ここで、上述したように、目標スタビリティファクタは車速に応じて設定されるので、前輪揚力係数が既知の場合、車速を取得することにより目標後輪揚力係数を算出することができる。
【００１１】
本発明に係る車両の旋回特性制御装置は、車両が走行している路面の摩擦係数を検出する路面摩擦係数検出手段と、車両の左右方向の加速度を検出する横加速度検出手段とを備え、演算手段が、路面摩擦係数検出手段により検出された路面の摩擦係数が所定値以下であり、かつ横加速度検出手段により検出された車両の左右方向の加速度が所定値以上である場合、路面摩擦係数に応じて前輪コーナリングパワー係数を補正することが好ましい。
【００１２】
前輪のコーナリングパワー係数は、路面摩擦係数及び車両の左右方向加速度に応じて変化する。この場合、左右方向加速度が所定値以上の場合に、路面摩擦係数に応じて前輪コーナリングパワー係数が補正されるので、走行路面の摩擦係数が変化したときにも、精度良く目標後輪コーナリングパワー係数を求めることができる。
【００１３】
本発明に係る車両の旋回特性制御装置は、車両の前部に取り付けられ、車両の前輪揚力を調節する前輪揚力可変手段と、目標後輪揚力係数が設定下限値と一致するまで、前輪揚力係数を減少させるように前輪揚力可変手段を駆動する第２駆動手段とを備えることが好ましい。
【００１４】
この場合、後輪揚力が設定下限値に低下するまで、すなわち、後輪揚力可変手段により発生されるダウンフォースが最大値となるまで、前輪揚力が減少される。そのため、旋回特性を維持しつつ、前輪及び後輪の接地荷重を増大することができるので、車両安定性をさらに向上することが可能となる。
【００１５】
本発明に係る車両の旋回特性制御装置は、車両速度に応じて車両の抗力係数の上限値を設定する抗力係数上限値設定手段と、前輪揚力係数と目標後輪揚力係数とから車両の抗力係数を推定する抗力係数推定手段とを備え、抗力係数推定手段により推定された車両の抗力係数が上限値以上となる場合、第２駆動手段が、前輪揚力係数を増大させるように前輪揚力可変手段を駆動することが好ましい。
【００１６】
揚力可変手段を駆動し揚力を減少させ、ダウンフォースを増大してゆくと、車輪の接地荷重が増大するが、空気流の乱れによって抗力も増加する。この場合、推定された車両の抗力係数が、車速に応じて設定された抗力係数の上限値以上となるときに、前輪揚力係数を増大させるように前輪揚力可変手段が駆動されるので、前輪揚力可変手段による空気流の乱れが低減される。また、前輪側のダウンフォースを減少させることにより、旋回特性が安定なアンダーステア側に制御されるので、好適な旋回特性を維持しつつ、車両に作用する抗力を調節することができる。
【００１７】
本発明に係る車両の旋回特性制御装置は、車両を駆動する車両駆動手段と、抗力係数推定手段により推定された車両の抗力係数に応じて車両駆動手段の出力を調節する駆動力制御手段とを備えることが好ましい。
【００１８】
上述したように、揚力可変手段が駆動され車両に作用するダウンフォースが増大されると、車両に作用する抗力が増大する。この場合、車両の抗力係数に応じて駆動手段の出力が調節されるので、例えば、車両に作用する抗力が増大したときには駆動手段の出力が増大される。そのため、ドライバビリティの悪化を防止することができる。
【００１９】
本発明に係る車両の旋回特性制御装置は、車両の速度を検出する車速検出手段と、車速検出手段により検出された車両速度に応じて目標スタビリティファクタを設定すると共に、該目標スタビリティファクタに基づいて目標前輪揚力係数を算出する演算手段と、車両の前部に取り付けられ、車両の前輪揚力を調節する前輪揚力可変手段と、目標前輪揚力係数に基づいて前輪揚力可変手段を駆動する第２駆動手段とを備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る車両の旋回特性制御装置によれば、車速に応じて、その車速における好適な旋回特性を示す目標スタビリティファクタが設定されると共に、車両の旋回特性を目標スタビリティファクタと一致させる目標前輪揚力係数が算出される。そして、車両の前輪揚力係数を目標前輪揚力係数と一致させるように前輪揚力可変手段が駆動され、前輪揚力が調節される。そのため、車両の旋回特性を車両の走行状態に応じて適切に調節することが可能となる。
【００２１】
また、本発明に係る車両の旋回特性制御装置では、上記演算手段が、車両速度及び車両の後輪揚力係数に基づいて車両の後輪コーナリングパワー係数を算出し、目標スタビリティファクタと後輪コーナリングパワー係数とに基づいて、目標前輪揚力係数を算出することが好ましい。
【００２２】
上述したように、スタビリティファクタは、前輪揚力係数、後輪揚力係数、及び車速の関数で表現することができる。ここで、目標スタビリティファクタは車速に応じて設定されるので、後輪揚力係数が既知の場合、車速を取得することにより目標前輪揚力係数を算出することができる。
【００２３】
本発明に係る車両の旋回特性制御装置は、車両が走行している路面の摩擦係数を検出する路面摩擦係数検出手段と、車両の左右方向の加速度を検出する横加速度検出手段とを備え、演算手段が、路面摩擦係数検出手段により検出された路面の摩擦係数が所定値以下であり、かつ横加速度検出手段により検出された車両の左右方向の加速度が所定値以上である場合、路面摩擦係数に応じて後輪コーナリングパワー係数を補正することが好ましい。
【００２４】
後輪のコーナリングパワー係数は、路面摩擦係数及び車両の左右方向加速度に応じて変化する。この場合、左右方向加速度が所定値以上の場合に、路面摩擦係数に応じて後輪コーナリングパワー係数が補正されるので、走行路面の摩擦係数が変化したときにも、精度良く目標前輪コーナリングパワー係数を求めることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、車両速度に応じて目標スタビリティファクタが設定され、この目標スタビリティファクタに基づいて後輪揚力可変手段を駆動する構成としたので、車両の旋回特性を走行状態に応じて適切に制御することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。
【００２７】
まず、図１を用いて、実施形態に係る車両の旋回特性制御装置１の構成について説明する。図１は、旋回特性制御装置１を搭載した車両の主要な構成を示す図である。なお、本明細書においては、車両が直前進している際の前方方向を「前方」と定め、「前」「後」「左」「右」等の方向を表わす語を用いることとする。
【００２８】
車両のフロントバンパ１２の下方には、フロントウイング１０が上下方向に揺動可能に取り付けられている。フロントウイング１０は、前輪５０Ｆの揚力係数ＣＬｆを調節するものであり、前輪揚力可変手段として機能する。フロントウイング１０は、アクチュエータ１１により上下方向に駆動されて、展開及び格納される。即ち、アクチュエータ１１は第１駆動手段として機能する。アクチュエータ１１は後述する電子制御装置３０によりその動作が制御される。また、アクチュエータ１１には、電動モータ等が好適に用いられる。
【００２９】
格納時に、フロントウイング１０はフロントバンパ１２の背面に隠され、展開時には、フロントバンパ１２の下方へ突き出される。フロントウイング１０の突き出し量は、アクチュエータ１１の駆動を制御することにより調節される。フロントウイング１０の突き出し量が調節され、車体の下面に入り込む空気量が抑制されることにより前輪５０Ｆに作用する揚力（以下「前輪揚力」という）が調節される。また、前輪揚力を調節することによって、前輪５０Ｆの接地荷重（以下「前輪荷重」という）が調節される。
【００３０】
車両のトランクリッド２５上面には、可動式のリアウイング２０が取り付けられている。リアウイング２０は、後輪５０Ｒの揚力係数ＣＬｒを調節するものであり、後輪揚力可変手段として機能する。リアウイング２０は、トランクリッド２５上面に左右に対向して取り付けられた脚部２１と、脚部２１の間に上下方向に揺動可能に取り付けられた翼断面形状を有するウイング２２とを備えて構成されている。
【００３１】
ウイング２２には、脚部２１とウイング２２との取り付け箇所より後方に、リンク２３の一端が接続されている。リンク２３の他端は、トランクリッド２５内部に配設されたアクチュエータ２４に接続されている。ウイング２２の角度は、リンク２３がアクチュエータ２４によって長手方向に往復動されることにより変更される。即ち、アクチュエータ２４は第２駆動手段として機能する。アクチュエータ２４も後述する電子制御装置３０によりその動作が制御される。
【００３２】
ウイング２２の角度が水平方向から垂直方向に変更されるにしたがって、ダウンフォースが増大（揚力が減少）し、後輪５０Ｒの接地荷重（以下「後輪荷重」という）が増大する。
【００３３】
電子制御装置（以下「ＥＣＵ」という）３０は、その内部に演算を行うマイクロプロセッサ、このマイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラムを記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ及び１２Ｖバッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ等を有している。
【００３４】
ＥＣＵ３０には、上述したアクチュエータ１１，２４の他、前輪５０Ｆ及び後輪５０Ｒそれぞれの車輪速を検出する車輪速センサ３１Ｆ，３１Ｒや車両の左右方向の加速度を検出する横加速度センサ３２等が接続されている。車輪速センサ３１Ｆ，３１Ｒは車速検出手段として機能し、横加速度センサ３２は横加速度検出手段として機能する。
【００３５】
ＥＣＵ３０は、車輪速センサ３１Ｆ，３１Ｒの検出信号から求められた車速Ｖに応じて目標スタビリティファクタＫｈｔを設定すると共に、この目標スタビリティファクタＫｈｔに基づいて目標後輪揚力係数ＣＬｒｔを算出する。即ち、ＥＣＵ３０は演算手段として機能する。
【００３６】
また、ＥＣＵ３０は、車両が走行している路面の摩擦係数μを検出する。路面摩擦係数μは、例えば、制動中に制動スリップ量が所定値以上になった時点の総制動トルクに基づいて求められる。また、駆動輪５０Ｒがスリップを開始する時点の該車輪５０Ｒの駆動トルクに基づいて路面摩擦係数を算出してもよい。この場合、路面摩擦係数μは、次式（１）により算出される。
【００３７】
路面摩擦係数μ＝Ｔ／（ｒ×Ｗ）  ・・・（１）
ここで、Ｔは駆動トルク［Ｎ・ｍ］、ｒはタイヤ動半径（車輪動半径）［ｍ］、Ｗは車輪荷重［Ｎ］である。なお、タイヤ動半径ｒ及び車輪荷重Ｗは、所定の定数であり、予めＥＣＵ３０のＲＯＭ等にデータとして記憶されている。即ち、ＥＣＵ３０は路面摩擦係数検出手段として機能する。
【００３８】
さらに、ＥＣＵ３０は、車両の揚力係数ＣＬから車両の抗力係数ＣＤを推定すると共に、車速Ｖに応じて車両の抗力係数ＣＤの上限値を設定する。即ち、ＥＣＵ３０は、抗力係数推定手段及び抗力係数上限値設定手段として機能する。
【００３９】
この車両には駆動力を発生するエンジン４０が搭載されており、車両はエンジン４０から出力される駆動力によって駆動される。即ち、エンジン４０は車両駆動手段として機能する。エンジン４０では、空気がインテークマニホールド４１を通してエンジンブロックに形成されたシリンダに吸入される。インテークマニホールド４１には、吸入空気量を調節する電子制御式スロットルバルブ４２が設けられている。また、インテークマニホールド４１の電子制御式スロットルバルブ４２下流には、燃料を噴射するインジェクタが設けられている。
【００４０】
エンジン４０のシリンダ内で吸入空気と燃料との混合ガスが燃焼することにより駆動力が発生する。燃焼後の排気ガスはエキゾーストマニホールド４３へ排気される。ここで、エンジン４０が発生する駆動力は、電子制御式スロットルバルブ４２の開度が調節され、吸入空気量が調節されることにより制御される。即ち、電子制御式スロットルバルブ４２は駆動力制御手段として機能する。電子制御式スロットルバルブ４２の開度はＥＣＵ３０により制御される。
【００４１】
次に、図２を参照して旋回特性制御装置１の動作について説明する。図２は、旋回特性制御装置１による旋回特性制御の処理手順を示すフローチャートである。本処理は、ＥＣＵ３０の電源がオンされてからオフされるまでの間、所定のタイミングで繰り返し実行される。ここでは、前輪揚力の発生しやすさを示す前輪揚力係数ＣＬｆ又は前輪揚力係数ＣＬｆの変化割合が既知である場合を例に説明する。なお、後輪揚力係数ＣＬｒ又は後輪揚力係数ＣＬｒの変化割合が既知である場合については、処理手順が同一又は同様であるので、ここでは、説明を省略する。
【００４２】
ステップＳ１００では、車速Ｖが読み込まれる。続いてステップＳ１０２では、車速Ｖ
と前輪揚力係数ＣＬｆとから、前輪荷重変化量ΔＷｆが次式（２）により算出される。
【００４３】
ΔＷｆ＝（ρ・Ａ・Ｖ２・ＣＬｆ）／２  ・・・（２）
ただし、ρは空気密度、Ａは前面投影面積である。
【００４４】
続くステップＳ１０４では、前輪コーナリングパワー係数Ｃｐｆが、ステップＳ１０２で算出された前輪荷重変化量ΔＷｆから次式（３）により求められる。なお、コーナリングパワーとは、タイヤの横滑り角に対するコーナリングフォースの立ち上がり勾配をいい、タイヤの応答性を示す。
【００４５】
Ｃｐｆ＝｛Ｃｐｆ０＋ｄＣｎｆ×（ΔＷｆ／２）｝×｛１＋（ΔＷｆ／Ｗｆ０）｝  ・・・（３）
ただし、Ｃｐｆ０は前輪コーナリングパワー係数Ｃｐｆの初期値、ｄＣｎｆは前輪コーナリングパワー係数荷重変化率、Ｗｆ０は前輪荷重初期値であり、予めＥＣＵ３０のＲＯＭ等にデータとして記憶されている。
【００４６】
上記式（３）に表されるように、前輪荷重変化量ΔＷｆが増大するにしたがって前輪コーナリングパワー係数Ｃｐｆは増大する。車輪荷重変化量ΔＷとコーナリングパワー係数Ｃｐとの関係を図３に図示する。
【００４７】
次に、ステップＳ１０６では目標スタビリティファクタＫｈｔが設定される。スタビリティファクタＫｈは、車両の旋回特性を示す特性値であり、スタビリティファクタＫｈが正のときアンダーステア（ＵＳ）、ゼロのときニュートラルステア（ＮＳ）、負のときオーバーステア（ＯＳ）となる。アンダーステアは基本的に安定であり、車両の旋回特性はアンダーステアに設定されることが好ましい。実際には、応答性の悪化や過渡応答、高速での安定性のマージンを考慮して、目標スタビリティファクタＫｈｔは、弱いアンダーステアに設定される。
【００４８】
具体的には、ＥＣＵ２０のＲＯＭには、車速Ｖと目標スタビリティファクタＫｈｔとの関係を定めたマップ（目標スタビリティファクタマップ）が記憶されている。車速Ｖに基づいてこの目標スタビリティファクタマップが検索されることにより、目標スタビリティファクタＫｈｔが求められる。
【００４９】
図４に目標スタビリティファクタマップの一例を示す。図４に示されるように、車速Ｖが０ｋｍ／ｈ以上の領域で、目標スタビリティファクタＫｈｔは正の値（アンダーステア）に設定されており、車速Ｖの上昇に伴って、目標スタビリティファクタＫｈｔの値が増大、即ち、アンダーステア傾向が強まるように設定されている。
【００５０】
続いて、ステップＳ１０８では、ステップＳ１０６で設定された目標スタビリティファクタＫｈｔと、ステップＳ１０４で算出された前輪コーナリングパワー係数Ｃｐｆとを次式（４）に代入することにより、車両の旋回特性を目標スタビリティファクタＫｈｔに制御するための目標後輪コーナリングパワー係数Ｃｐｒｔが算出される。
【００５１】
Ｋｈｔ＝｛（１／Ｃｐｆ）−（１／Ｃｐｒｔ）｝／（Ｌ・ｇ）  ・・・（４）
ただし、Ｌは車両のホイールベース、ｇは重力加速度であり、予めＥＣＵ３０のＲＯＭ等にデータとして記憶されている。
【００５２】
続くステップＳ１１０では、ステップＳ１０８で算出された目標後輪コーナリングパワー係数Ｃｐｒｔを次式（５）に代入することにより、目標後輪荷重変化量ΔＷｒｔが算出される。
【００５３】
Ｃｐｒｔ＝｛Ｃｐｒ０＋ｄＣｎｒ×（ΔＷｒ／２）｝×｛１＋（ΔＷｒ／Ｗｒ０）｝  ・・・（５）
ただし、Ｃｐｒ０は後輪コーナリングパワー係数Ｃｐｒの初期値、ｄＣｎｒは後輪コーナリングパワー係数荷重変化率、Ｗｒ０は後輪荷重初期値であり、予めＥＣＵ３０のＲＯＭ等にデータとして記憶されている。
【００５４】
次に、ステップＳ１１２では、ステップＳ１１０で算出された目標後輪荷重変化量ΔＷｒｔを次式（６）に代入することにより、目標後輪揚力係数ＣＬｒｔが算出される。
【００５５】
ΔＷｒｔ＝（ρ・Ａ・Ｖ２・ＣＬｒｔ）／２  ・・・（６）
【００５６】
続くステップＳ１１４では、ステップＳ１１２で算出された目標後輪揚力係数ＣＬｒｔを次式（７）に代入することにより、後輪揚力係数ＣＬｒを目標後輪揚力係数ＣＬｒｔと一致させるウイング２２の目標角度（目標ウイング角）θｔが算出される。
【００５７】
ＣＬｒｔ＝｛（ｄＣＬｒ／ｄθ）・θｔ｝＋ＣＬｒ０  ・・・（７）
ただし、ＣＬｒ０は後輪揚力係数初期値であり、予めＥＣＵ３０のＲＯＭ等にデータとして記憶されている。
【００５８】
ステップＳ１１６では、リアウイング２０を構成するウイング２２の角度θが、ステップＳ１１４で算出された目標ウイング角θｔと一致するようにアクチュエータ２４が駆動される。このようにして、後輪揚力が調節されることにより、車両の旋回特性が目標スタビリティファクタＫｈｔに制御される。その後、処理から一旦抜ける。
【００５９】
次に、図５を参照して旋回特性制御装置１によるダウンフォース増大（揚力低減）制御について説明する。図５は、旋回特性制御装置１によるダウンフォース増大制御の処理手順を示すフローチャートである。本処理は、上述した旋回特性制御と共に実行される。したがって、車両の旋回特性が目標スタビリティファクタＫｈｔに制御された状態で、車両に作用するダウンフォースが調節される。
【００６０】
ステップＳ２００では、車速Ｖが読み込まれる。続くステップＳ２０２では、車速Ｖが所定値Ｖｔ以上であるか否かについての判断が行われる。高速走行時の操縦安定性を向上させるために、車速Ｖが所定値Ｖｔ（例えば、８０ｋｍ／ｈ）以上の領域で制御を実行するためである。ここで、車速Ｖが所定値Ｖｔ以上の高速走行時には、ステップＳ２０４に処理が移行する。一方、車速Ｖが所定値Ｖｔ未満の場合には、ステップＳ２１４に処理が移行し、前輪５０Ｆのダウンフォースが増大（揚力が低減）されることなく、本処理から一旦抜ける。
【００６１】
ステップＳ２０４では、目標後輪揚力係数ＣＬｒｔが所定の設定下限値まで低下することにより、リアウイング２０のウイング角度θが最大になっているか否か、即ち後輪５０Ｒに作用するダウンフォースをさらに増大（揚力を減少）することができないか否かについての判断が行われる。ここで、リアウイング２０のウイング角度θが最大値ではない場合、即ち後輪５０Ｒに作用するダウンフォースをさらに増大させることができる場合には、ステップＳ２０６に処理が移行する。一方、リアウイング２０のウイング角度θが最大値であり、後輪５０Ｒに作用するダウンフォースを増大させることができないときには、ステップＳ２１４に処理が移行し、前輪５０Ｆのダウンフォースがそれ以上に増大されることなく、本処理から一旦抜ける。
【００６２】
ステップＳ２０６では、車速Ｖに応じて抗力係数ＣＤの上限値ＣＤｌｍｔが設定される。リアウイング２０のウイング角度θを立てることによりダウンフォースを増大させてゆくと、ウイング後方の空気流の乱れが増大することによって抗力が増大する。抗力は、高速走行時の車両の燃費、加速性能、最高速度などに大きく影響するので、ダウンフォースと抗力との調和を図るため、抗力係数ＣＤの上限値ＣＤｌｍｔを設定する。
【００６３】
具体的には、ＥＣＵ２０のＲＯＭには、車速Ｖと抗力係数上限値ＣＤｌｍｔとの関係を定めたマップ（抗力係数上限値マップ）が記憶されている。車速Ｖに基づいてこの抗力係数上限値マップが検索されることにより、抗力係数上限値ＣＤｌｍｔが求められる。図６に抗力係数上限値マップの一例を示す。図６に示されるように、抗力係数上限値マップは、車速Ｖの上昇に伴って、抗力係数上限値ＣＤｌｍｔが単調減少するように設定されている。
【００６４】
続いて、ステップＳ２０８では、前輪揚力係数ＣＬｆと目標後輪揚力係数ＣＬｒｔとに基づいて、車両の抗力係数ＣＤが推定される。ＥＣＵ２０のＲＯＭには、前輪揚力係数ＣＬｆと目標後輪揚力係数ＣＬｒｔと抗力係数ＣＤとの関係を定めたマップ（抗力係数マップ）が記憶されている。前輪揚力係数ＣＬｆと目標後輪揚力係数ＣＬｒｔとに基づいてこの抗力係数上限値マップが検索されることにより、抗力係数ＣＤが推定される。
【００６５】
続くステップＳ２１０では、ステップＳ２０８で推定された抗力係数ＣＤが抗力係数上限値ＣＤｌｍｔ以下であり、かつ、車両のスタビリティファクタＫｈが目標スタビリティファクタＫｈｔ以上であるか否か、即ち旋回特性が安定しているか否かについての判断が行われる。
【００６６】
ここで、ステップＳ２１０が肯定された場合、ステップＳ２１２において、アクチュエータ１１が駆動されフロントウイング１０の突き出し量が増大されることにより、前輪５０Ｆのダウンフォースが増大される。その後、本処理から一旦抜ける。
【００６７】
一方、ステップＳ２１０が否定された場合、即ち抗力係数ＣＤの推定値が抗力係数上限値ＣＤｌｍｔを超えているとき、又は車両のスタビリティファクタＫｈが目標スタビリティファクタＫｈｔより小さいときには、ステップＳ２１４に処理が移行し、前輪５０Ｆのダウンフォースがそれ以上に増大されることなく、本処理から一旦抜ける。
【００６８】
また、本制御においてダウンフォースが増大されることにより車両の抗力係数ＣＤが増大した場合、抗力の増大によるドライバビリティの悪化を抑制するために、抗力係数ＣＤの増大に応じて電子制御式スロットルバルブ４２が開弁側に駆動され、エンジン駆動力が増大される。電子制御式スロットルバルブ４２のスロットルバルブ開度θｔｈは、抗力係数ＣＤの推定値を次式（８）に代入することにより算出される。
【００６９】
（ρ・Ａ・Ｖ２・ＣＤ）／２＝｛（ｄＴ／ｄθｔｈ）・θｔｈ＋Ｔ０｝・Ｂ  ・・・（８）
ただし、Ｔはエンジントルク、Ｔ０は全閉時のエンジントルク、Ｂは所定の係数であり、予めＥＣＵ３０のＲＯＭ等にデータとして記憶されている。
【００７０】
図７に、ダウンフォース増大制御が実行されたときの抗力係数ＣＤと、前輪５０Ｆ及び後輪５０Ｒそれぞれに作用するダウンフォースの変化を示す。図７（ａ）は抗力係数ＣＤの変化の一例を示す図であり、（ｂ）は前輪５０Ｆ及び後輪５０Ｒに作用するダウンフォースの変化の一例を示す図である。
【００７１】
車速Ｖが速度Ｖ１以上に上昇し、例えば、前輪揚力が減少し後輪揚力が増大して車両の旋回特性がオーバ−ステア側に変化したとき、車両の旋回特性を弱アンダーステアに制御するために、リアウイング２０のウイング角度θが立てられ、後輪５０Ｒに作用するダウンフォースが増大される。
【００７２】
車速Ｖがさらに上昇し、所定値Ｖｔ以上になった場合、上記ダウンフォース増大制御が実行され、フロントウイング１０の突き出し量が増大されることにより、前輪５０Ｆのダウンフォースが増大される。フロントウイング１０の突き出し量の増減割合又は増減パターンは、予め設定しておいてもよい。前輪５０Ｆのダウンフォースの増大に応じて、旋回特性を弱アンダーステアに保持するため、リアウイング２０のウイング角度θが増大され、後輪５０Ｒのダウンフォースが増大される。一方、フロントウイング１０の突き出し量及びリアウイング２０のウイング角度θが増大され、前輪５０Ｆ及び後輪５０Ｒのダウンフォースが増大されることにより、車両の抗力係数ＣＤが増大する。
【００７３】
車速Ｖが上昇して速度Ｖ３に達したときに、車両の抗力係数ＣＤが抗力係数上限値ＣＤｌｍｔ（図７（ａ）の一点鎖線参照）まで増大する。さらに車速Ｖが増大した場合、リアウイング２０のウイング角度θが最大値となるまで増大される。このとき、車両の抗力係数ＣＤが抗力係数上限値ＣＤｌｍｔを超えないように、フロントウイング１０の突き出し量が減少され、前輪５０Ｆのダウンフォースが低減される。後輪５０Ｒのダウンフォースが増大され、前輪５０Ｆのダウンフォースが減少されることにより、車両の旋回特性はアンダーステアが強くなる方向に変化する。これは、車速Ｖの上昇にしたがって目標スタビリティファクタＫｈｔが増大する傾向と一致している。
【００７４】
さらに、車速Ｖが速度Ｖ４以上に上昇した場合、リアウイング２０のウイング角度θは最大値で固定されるが、車両の抗力係数ＣＤが抗力係数上限値ＣＤｌｍｔを超えないようにするため、フロントウイング１０の突き出し量がさらに減少される。そして、フロントウイング１０の突き出し量が最小値となる速度Ｖ５以上では、車両の抗力係数ＣＤが抗力係数上限値ＣＤｌｍｔを超えないようにするため、リアウイング２０のウイング角度θが下げられる。
【００７５】
次に、図８を参照して旋回特性制御装置１によるコーナリングパワー補正処理について説明する。図８は、旋回特性制御装置１によるコーナリングパワー補正処理の処理手順を示すフローチャートである。本処理は、上述した旋回特性制御と共に実行される。
【００７６】
ステップＳ３００では、路面摩擦係数が算出される。路面摩擦係数μは、上述したように、制動中に制動スリップ量が所定値以上になった時点の総制動トルクに基づいて求められる。また、駆動輪５０Ｒがスリップを開始する時点の該車輪５０Ｒの駆動トルクに基づいて路面摩擦係数を算出してもよい。
【００７７】
続くステップＳ３０２では、ステップＳ３００で算出された路面摩擦係数μが所定値μｔ以下であるか否かについての判断が行われる。ここで、路面摩擦係数μが所定値μｔ以下である場合には、ステップＳ３０４に処理が移行する。一方、路面摩擦係数μが所定値μｔより大きい場合には、コーナリングパワー係数Ｃｐの補正を行うことなく、本処理から一旦抜ける。
【００７８】
ステップＳ３０４では、車両のスタビリティファクタＫｈが目標スタビリティファクタＫｈｔ以下であるか否かについての判断が行われる。ここで、車両のスタビリティファクタＫｈが目標スタビリティファクタＫｈｔ以下である場合には、ステップＳ３０６に処理が移行する。一方、車両のスタビリティファクタＫｈが目標スタビリティファクタＫｈｔより大きく、旋回特性が目標値よりもアンダーステア側、即ち安定側にあるときには、コーナリングパワー係数Ｃｐの補正を行うことなく、本処理から一旦抜ける。
【００７９】
ステップＳ３０６では、横加速度Ｇｙ又は横加速度Ｇｙから算出されたタイヤ横滑り角が所定値Ｇｙｔ以上であるか否かについての判断が行われる。ここで、横加速度Ｇｙが所定値Ｇｙｔ以上である場合には、ステップＳ３０８に処理が移行する。一方、横加速度Ｇｙが所定値Ｇｙｔ未満であるときには、コーナリングパワー係数Ｃｐの補正を行うことなく、本処理から一旦抜ける。
【００８０】
ステップＳ３０８では、コーナリングパワー係数Ｃｐの補正が行われる。具体的には、ＥＣＵ２０のＲＯＭには、路面摩擦係数μと、横加速度Ｇｙ（又はタイヤ横滑り角）と、補正後のコーナリングパワー係数Ｃｐμとの関係を定めたマップ（補正後コーナリングパワー係数マップ）が記憶されている。路面摩擦係数μ及び横加速度Ｇｙに基づいてこの補正後コーナリングパワー係数マップが検索されることにより、補正後のコーナリングパワー係数Ｃｐμが求められる。その後、本処理から一旦抜け、補正後のコーナリングパワー係数Ｃｐμを用いて、上述した旋回特性制御が実行される。
【００８１】
図９に補正後コーナリングパワー係数マップの一例を示す。図９に示されるように、同一の路面摩擦係数μでは、横加速度Ｇｙの増大に伴ない補正後のコーナリングパワー係数Ｃｐμが減少するように設定されている。また、同一の横加速度Ｇｙでは、路面摩擦係数μの低下にしたがって、補正後のコーナリングパワー係数Ｃｐμが減少するように設定されている。
【００８２】
本実施形態によれば、車速Ｖに応じて目標スタビリティファクタＫｈｔが設定されると共に、車両の旋回特性を目標スタビリティファクタＫｈｔと一致させる目標後輪揚力係数ＣＬｒｔが算出される。そして、目標後輪揚力係数ＣＬｒｔに基づいてリアウイング２０のウイング角度θが変更され、後輪揚力が調節される。そのため、車両の旋回特性を車両の走行状態に応じて適切に調節することが可能となる。
【００８３】
本実施形態によれば、車両の旋回特性を目標値に維持しつつ、前輪５０Ｆ及び後輪５０Ｒのダウンフォースを増大することができるので、車両安定性をさらに向上することが可能となる。また、本実施形態によれば、推定された車両の抗力係数ＣＤが抗力係数上限値ＣＤｌｍｔ以上となる場合に、フロントウイング１０の突き出し量が減少されるので、好適な旋回特性を維持しつつ、車両に作用する抗力を上限値ＣＤｌｍｔ以下に維持することができる。
【００８４】
本実施形態によれば、横加速度Ｇｙが所定値Ｇｙｔ以上の場合に、路面摩擦係数μに応じて前輪コーナリングパワー係数Ｃｐｆが補正されるので、走行路面の摩擦係数μが変化したときにも精度良く目標後輪コーナリングパワー係数Ｃｐｒｔを求めることができる。
【００８５】
また、本実施形態によれば、車両の抗力係数ＣＤの変化に応じてエンジン駆動力が調節されるので、ドライバビリティの悪化を防止することができる。
【００８６】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、フロントウイング１０及びリアウイング２０を駆動する構造は上記実施形態に限られない。また、上記実施形態では、後輪５０Ｒで車両を駆動する後輪駆動車を例に説明したが、前輪駆動車や四輪駆動車に適用することもできる。さらに、上記実施形態では、エンジンで駆動される車両を例に説明したが、ハイブリッド車や電気自動車に適用することも可能である。この場合、抗力係数ＣＤの増大に応じて電子制御式スロットルバルブ４２の開度を調節する代わりに、電動モータに供給される電力量を制御することにより、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【００８７】
また、上記実施形態では、前輪揚力係数ＣＬｆが既知である場合を例に説明したが、後輪揚力係数ＣＬｒ又は後輪揚力係数ＣＬｒの変化割合が既知であり、走行状態に応じて前輪揚力係数ＣＬｆを制御するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】実施形態に係る車両の旋回特性制御装置を搭載した車両の主要な構成を示す図である。
【図２】実施形態に係る車両の旋回特性制御装置による旋回特性制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】輪荷重とコーナリングパワー係数の関係を示す図である。
【図４】目標スタビリティファクタマップの一例を示す図である。
【図５】ダウンフォース増大制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】抗力係数上限値マップの一例を示す図である。
【図７】（ａ）は抗力係数の変化の一例を示す図である。（ｂ）は前輪及び後輪に作用するダウンフォースの変化の一例を示す図である。
【図８】コーナリングパワー係数補正処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】コーナリングパワー係数マップの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００８９】
１…旋回特性制御装置、１０…フロントウイング、１１…アクチュエータ、２０…リアウイング、２１…脚部、２２…ウイング、２３…リンク、２４…アクチュエータ、３０…ＥＣＵ、３１Ｆ，３１Ｒ…車速センサ、３２…横加速度センサ、４０…エンジン、４２…電子制御式スロットルバルブ、５０Ｆ…前輪、５０Ｒ…後輪。
【図１】
2006137255.tif 000003
【図２】
2006137255.tif 000004
【図３】
2006137255.tif 000005
【図４】
2006137255.tif 000006
【図５】
2006137255.tif 000007
【図６】
2006137255.tif 000008
【図７】
2006137255.tif 000009
【図８】
2006137255.tif 000010
【図９】
2006137255.tif 000011